Чи можна передбачити злиття нейтронних зір?

Вчені, які працюють із гравітаційними обсерваторіями LIGO та Virgo, сподіваються, що вони зможуть значно оперативніше визначати місце злиття нейтронних зір. Таким чином вони зможуть передбачати, куди дивитися звичайним телескопам.

Злиття нейтронних зір
Злиття нейтронних зір. Джерело: California Institute of Technology

Спостереження LIGO та Virgo

Вчені розмірковують над тим, як удосконалити гравітаційні обсерваторії LIGO та Virgo таким чином, аби вони могли швидко попереджати решту обсерваторій про те, куди треба дивитися, щоб винайти небачене раніше явище. Йдеться про злиття нейтронних зір.

LIGO та Virgo за останні кілька років десятки разів спостерігали злиття компактних об’єктів, у результаті яких народжувалися гравітаційні хвилі, передбачені теорією відносності Ейнштейна. При цьому звичайні телескопи у більшості випадків у вказаному місці нічого не бачили. Адже тоді зливалися дві чорні діри або чорна діра та нейтронна зоря.

Як побачити злиття нейтронних зір?

А ось у випадку злиття двох нейтронних зір спостереження електромагнітних хвиль могли б показати цікаві процеси. Але за весь час спостережень ця подія фіксувалася всього двічі: 2017 року та 2019-го. При цьому останнього разу спрямувати на неї оптичні телескопи так і не вдалося.

Подія GW170817, яка сталася 17 серпня 2017 року, наразі є єдиним злиттям нейтронних зір, яке вдалося спостерігати. Тоді близько 70 телескопів змогли роздивитися її у найрізноманітніших довжинах хвиль — від радіодіапазону до гамма-випромінювання.

Але тоді LIGO та Virgo змогли подати сигнал, що щось взагалі треба шукати, тільки за 40 хвилин після події. А докладна карта ділянки зоряного неба, яка показує, де сталося зіткнення, з’явилася тільки за 4,5 години. І галактика, у якій відбулося злиття нейтронних зір, встигла сховатися на протилежному від більшості інструментів боці планети. Тому вони змогли почати спостереження тільки за 11 годин і все цікаве пропустили.

Удосконалення приладів

Відтоді LIGO та Virgo встигли пройти кілька модернізацій і значно підвищити ефективність своєї роботи. До них приєдналася аналогічна японська обсерваторія KAGRA. Тож уже під час наступного пошуку, який розпочнеться в найближчі роки, очікується спостереження принаймні 10 злиттів чорних дір.

Особливо дослідники покладаються на нову систему раннього попередження. Вона зберігає у пам’яті велику кількість записів про найменші гравітаційні хвилі, які коли-небудь фіксувалися обсерваторіями. Вчені сподіваються, що вона зможе надійно ідентифікувати нейтронні зорі, які тільки збираються злитися.

У будь-якому разі йдеться про лічені дні та години перед подією. Але цього часу має бути достатньо для того, аби націлити на неї телескопи по всій Землі.

За матеріалами phys.org.

Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!

Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine